
Функции лизосом
1. Внутриклеточное пищеварение.
2. Участие в фагоцитозе.
10
3. Участие в митозе – разрушении ядерной оболочки.
4. Участие во внутриклеточной регенерации.
5. Участие в аутолизе – саморазрушении клетки после ее гибели.
Пероксисомы представляют собой пузырьки диаметром 0,3-0,5 мкм,
ограниченные мембраной.
Матрикс содержит гранулы, фибриллы, трубочки. В них присутствуют ок-
сидазы аминокислот и каталаза, разрушающая перекиси.
В результате окисления аминокислот, углеводов и других соединений в клет-
ках образуется сильный окислитель – перекись водорода, который использует-
ся для окисления других, в том числе вредных для организма веществ (деток-
сицирующая функция). Избыток перекиси водорода, токсичного для клетки,
разрушается ферментом каталазой с выделением кислорода и воды.
Функции пироксом
1. Являются органеллами утилизации кислорода. В них образуется
сильный окислитель перекись водорода.
2. Расщепление при помощи фермента каталазы избытка перекисей и,
таким образом, защита клеток от гибели.
3. Расщепление при помощи синтезируемых в самих пироксисомах пе-
рекисей токсичных продуктов, имеющих экзогенное происхождение (деток-
сикация). Например, пероксисомы печеночных клеток, клеток почек.
4. Участие в метаболизме клетки: ферменты пероксисом катализируют
расщепление жирных кислот, участвуют в обмене аминокислот и других веществ.
Структурно-функциональная характеристика органелл, участвую-
щих в энергопроизводстве
К ним относятся митохондрии. Они представляют собой полуавтономные орга-
неллы и аппарат синтеза АТФ за счет энергии, получаемой при окислении органи-
ческих соединений. Эти органеллы способны перемещаться по цитоплазме, сли-
ваться одна с другой, делиться. Форма и размеры различны, число их зависит от
активности клетки. Чаще всего это тельца длиной 1-10 мкм, толщиной 0,5 мкм.
Митохондрии состоят из наружной и внутренней мембран, разделенных
межмембранным пространством, и содержат митохондриальный матрикс, в
который обращены складки внутренней мембраны (кристы).
Наружная митохондриальная мембрана напоминает плазмолемму, содержит
много молекул специализированных транспортных белков (например, по-
рин), формирующих каналы, обеспечивающие высокую проницаемость. На
ней находятся рецепторы, распознающие белки, которые переносятся через
обе митохондриальные мембраны в зонах их слипания.
11
Внутренняя митохондриальная мембрана образует выпячивания – кристы,
благодаря которым площадь внутренней мембраны значительно увеличивает-
ся. На кристах находятся элементарные частицы, которые представляют собой
комплексы ферментов фосфорилирования (синтеза АТФ) за счет энергии, ос-
вобождающейся в митохондриях в результате процессов окисления.
Митохондриальный матрикс – гомогенное мелкозернистое образование,
содержащее много ферментов, митохондриальную ДНК, митохондриальные
рибосомы, митохондриальные гранулы, связывающие двухвалетные катио-
ны, в частности Са ++, Mg++. Катионы необходимы для поддержания актив-
ности митохондриальных ферментов.
Функции митохондрий
1. Обеспечение клетки энергией в виде АТФ.
2. Участие в биосинтезе стероидных гормонов (некоторые звенья био-
синтеза этих гормонов протекают в митохондриях). В таких клетках – мито-
хондрии со сложными крупными трубчатыми кристами.
3. Депонирование кальция.
4. Участие в синтезе нуклеиновых кислот.
Продолжительность существования митохондрий – около 10 суток. Их раз-
рушение происходит путем аутофагии. Образование новых митохондрий
происходит путем перешнуровки предшествующих.
Структурно-функциональная характеристика органелл, участ-
вующих в процессах выделения вещества из клеток
К ним относится комплекс Гольджи. Он состоит из системы уплощенных
цистерн, трубочек, вакуолей и мелких везикул. По вертикали он отчетливо
поляризован. Это выражается в наличии 2 полюсов:
1) выпуклая сторона (цис-полюс), которая обращена к ядру. Через нее
в комплекс Гольджи поступают вещества в виде транспортных пузырьков,
отделенных от ЭПС. Здесь происходит процессинг молекул – «дозревание»;
2) вогнутая сторона (транс-полюс), которая обращена к плазмолемме.
Оттуда из комплекса Гольджи уходят вещества также в мембранной упаковке
(например, отшнуровываются экзоцитозные секреторные гранулы). Экзоци-
тозные пузырьки транспортируются к плазмолемме. В транспорте принимают
участие микротрубочки, которые имеют боковые выросты, состоят из белков,
ассоциированных с микротрубочками. Эти белки последовательно и обратимо
связываются с органеллами, транспортными пузырьками, секреторными гра-
нулами, другими образованиями и таким образом обеспечивают перемещение
их по цитоплазме. Мембрана экзоцитозного пузырька встраивается в плазмо-
лемму, а содержимое выделяется за пределы клетки. Встроенная в плазмолем-
му мембрана секреторных (экзоцитозных) гранул отделяется в цитоплазму ме-
12
ханизмом эндоцитоза и возвращается в комлпекс Гольджи для повторного ис-
пользования. Некоторые вещества (например, стероидные гормоны) не накап-
ливаются в комплексе Гольджи, а выделяются из клетки путем диффузии.
Взаимодействие структур клетки в процессе ее метаболизма (на
примере синтеза белков и небелковых веществ)
Жизнеспособность клетки обеспечивается взаимодействием между всеми
структурами клетки, прежде всего – органеллами. Это можно проде-
монстрировать на примере синтеза клеткой белковых и небелковых секретов.
В синтезе белков в клетке участвуют ядро и органеллы и при этом наблю-
даются следующие процессы:
1) происходит транскрипция ДНК и образуется и-РНК;
2) в ядрышке образуются рибосомы, которые поступают в цитоплазму;
3) в случае синтеза белка на экспорт рибосомы присоединяются к ЭПС;
4) в митохондриях образуется АТФ, необходимая для биосинтеза белка;
5) на гранулярной ЭПС синтезируется и частично процессируется по-
липептидная цепь;
6) цепь поступает в комплекс Гольджи, где превращается в сложный
белок, а также упаковывается в мембранный пузырек. Образуются секретор-
ные гранулы;
7) секреторные гранулы в результате сокращения цитоскелета движутся к
поверхности клетки и выделяются путем экзоцитоза или формируют лизосо-
мы и остаются в цитоплазме.
При синтезе небелковых веществ (липиды, углеводы) происходят следую-
щие процессы:
1) транскрипция ДНК с образованием и-РНК. В ядрышке образуется
рибосомальная РНК и осуществляется сборка предшественников рибосом,
которые поступают в цитоплазму;
2) на свободных рибосомах в цитоплазме синтезируются ферменты
биосинтеза небелковых веществ;
3) ферменты переходят в гиалоплазму или в гладкую ЭПС, где синтезиру-
ются углеводы и липиды;
4) эти вещества поступают в комплекс Гольджи, там окружаются мембра-
нами, а далее формируются секреторные гранулы, выделяемые из клетки.
Таким образом, все компоненты клетки тесно функционально связаны меж-
ду собой.
Структурно-функциональная характеристика органелл, состав-
ляющих цитоскелет
Цитоскелет сформирован тремя основными компонентами: микро-
трубочками, микрофиламентами, промежуточными филаментами.
13
Микротрубочки – полые цилиндры диаметром 25 нм. Стенка их со-
стоит из фибрилл, сформированных молекулами белка тубулина. Микротру-
бочки могут расти. В цитоплазме существует равновесие между микротру-
бочками и растворенным тубулином. Трубочки с одного конца распадаются,
с другого – вновь образуются. Не распадаются микротрубочки центриолей,
базальных телец, ресничек, жгутиков. При митозе микротрубочки цитоскеле-
та распадаются, а из освободившегося тубулина образуется веретено деления.
После митоза происходит обратный процесс. Если клетку обработать колхи-
цином, разрушающим микротрубочки, клетка теряет способность делиться,
изменяется ее форма.